Page 117 - 特种设备检验检测技术研究

第三章 电梯检验检测技术

的结构，单侧调节结构虽然可以简化机器人结构，但可能会由于两侧结构上的区
别造成机器人重心不平衡，影响测量精度。侧导向轮轮架由长杆螺栓配合弹簧来
控制调节侧向轮相对于机体的位置，适配不同型号的导轨，由于两侧均为可调节

活动轮架结构，只要两侧弹簧提供相同的弹力，即可确保机器人本体在运行时始
终与导轨中线对齐，提高测量准确性。为节约重量并简化结构，仅将两个前侧轮
设计为驱动轮，其余均为导向轮，确保攀爬过程的稳定性。
在导向及驱动轮材质的选择上，对金属轮、橡胶轮、尼龙轮材质均进行了分

析讨论：金属轮重量大，但变形量小，对测量结果影响小，而橡胶和尼龙材料虽
然重量较轻，但易磨损且会在受到压力时发生明显形变，在测量过程中很可能无
法精准还原导轨发生的形变。长期使用的电梯导轨上会有大量油污存在，驱动轮

若由橡胶制作易打滑且容易受化学物质侵蚀老化，与导轨工作面接触面积较大，
会增大摩擦力额外消耗机器人输出功率，且弹性材质会在一定程度上降低机器人
运行稳定性同时对测量结果造成不可预知的影响。故对比后确认使用金属驱动轮，
但光滑的金属轮在轨道上行进时会由于油污的存在造成打滑影响测量精度，严重
甚至可能造成机器人的倾覆，因此在驱动轮表面加工滚花使机器人在攀爬时不易

打滑。驱动轮需要承担整个机器人在导轨攀爬时的动力输出同时还要确保攀爬过
程位移量的准确，为保证强度以及转动的精确，使用整块 45 号钢棒一体车削而成。
（3）动力系统传动机构设计

机器人设计通过前端压紧导轨侧工作面的两轮作为驱动轮，为保持左右同步
同时减轻机器人负担，一个直流电机搭配减速器输出动力。由于驱动轮位于导轨
两侧，因此驱动轮旋转方向为反向，要通过一个电机输出两个不同方向的动力需
要通过一对同步齿轮组输出两个不同方向的扭矩，此处使用齿轮传动可以适用的
速度和功率范围都较为广泛，且有较好的效率，传动比精确，可以同步两侧的扭

矩保持一致。但由于驱动轮需要设计为可调节的活动结构，直接通过齿轮传动到
驱动会需要较高的安装精度和复杂的结构，因此在此处采用了带传动的方式驱动
侧轮，带传动具有很好的弹性，且传动平稳，但普通的带传动会有滑动出现，且

效率较低，有可能会出现左右输出不平衡的问题，虽然检测机器人不需要太高的
运行速度准确性，但如果在检测过程中由于滑动摩擦造成机器人较大的速度变化，
可能会对最终的测量结果造成更多误差。因此在齿轮到驱动轮间隔使用一对同步
带传动，同步带具有普通带传动和齿轮传动中各自的长处，既能保证传动过程中

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